超临界火力发电机组二次再热技术研究
超超临界二次再热锅炉技术研究进展
超超临界二次再热锅炉技术研究进展超超临界二次再热技术作为煤炭清洁高效利用技术备受关注。
本文介绍了二次再热技术的原理，分析了二次再热锅炉关键技术，并简要介绍了全球二次再热技术的应用情况，中国二次再热技术在机组容量及蒸汽参数等方面，处于世界领先地位。
标签：超超临界锅炉;二次再热;技术改造0 引言我国一次能源呈现“富煤、贫油、少气”的分布特点，煤炭处于我国能源结构的主导地位。
从统计数据来看，截止2016年末，我国发电装机容量16.5亿千瓦，其中燃煤机组装机容量9.5亿千瓦，占总装机容量的57.6%。
到2017年末，我国发电装机容量17.8亿千瓦，其中燃煤机组装机容量10.2亿千瓦，占总装机容量的57.3%。
虽然燃煤机组装机容量占比略有下降，但是装机容量依然增长了7.4%。
显然，我国电力生产中煤电依然处于重要地位。
因此，煤炭的清洁高效利用成为了主要发展趋势，其中超超临界二次再热技术作为目前切实可行的煤高效利用及节能减排发电技术，成为目前的研究热点。
1 二次再热技术简介二次再热技术是在常规一次再热基础上，锅炉增加了一级再热系统，汽轮机增加了超高压缸。
蒸汽在超高压缸中做功后进入锅炉进行一次再热，然后进入高压缸，在高压缸中做功后进入锅炉进行二次再热。
图1为二次再热的热力系统图。
图2为二次再热循环的T-S图。
如图所示，二次再热循环在原朗肯循环的基础上又加入了一级高参数的循环，相当于提高了循环的平均吸热温度，在平均放热温度不变的情况下，机组循环热效率提高。
文献[1]中指出，二次再热循环热效率比一次再热高1.5%-2%，CO2减排约3.6%。
此外，与一次再热机组相比，二次再热技术还可以提高汽轮机低压缸的排汽干度，有利于机组的安全运行。
2 二次再热锅炉关键技术二次再热机组的热力系统决定了二次再热锅炉与常规的一次再热锅炉有很大的不同，目前世界上发展二次再热技术锅炉的关键技术有以下几个方面。
2.1 蒸汽参数的合理选择对于二次再热机组，蒸汽参数的合理选取有利于提高机组效率，保障机组的安全运行。
国产超超临界二次再热机组汽温控制应用分析
国产超超临界二次再热机组汽温控制应用分析摘要：自国家“十二五”规划以来，中国能源发展的节能和环保政策日益严格，燃煤发电机组不断进行技术改造和创新发展。
近几年国内已开始应用二次再热技术，但运行项目较少、时间较短，仍处于摸索和总结阶段。
针对国内已投产的国产超超临界二次再热机组的汽温控制特点、策略以及投运效果进行了分析总结。
通过分析总结，能够对后续国产超超临界二次再热机组汽温调节的控制策略设计及优化应用具有一定的实际借鉴意义。
关键词：国产超超临界机组；二次再热；汽温控制；调节方式0.引言从20世纪50年代开始，美国、西欧、日本等国家和地区建造了一批二次再热发电机组，美国是世界上最早发展二次再热机组的国家之一，1957年美国的Philo NO.6号机组是世界上第一台超超临界机组，机组容量为125MW，蒸汽参数为31MPa/621℃/565℃/538℃，并采用了中间二次再热技术[1]。
随后从20世纪70年代开始，西德、丹麦、日本相继建成并投产一批二次再热机组。
采用二次再热技术的机组在国外已经投运几十年，是一个成熟技术，但由于二次再热机组系统结构复杂、投资造价等原因，1998年以后国外没有新投运的二次再热机组。
面对日益严格的国际节能减排形势，从进入21世纪第二个10年以来，国内外发电企业和主机制造企业不约而同地重新开展了二次再热机组的研发。
“欧盟、美国和日本的‘700摄氏度超超临界机组’计划的主机方案，无一例外地将二次再热机组作为主要技术路线。
据研究证明，在超超临界范围内，主汽温每升高10℃，机组热效率可升高0.25%~0.3%，再热汽温每升高10℃，机组热效率可升高0.3%左右[2]。
当温度达到650~720℃，压力超过30MPa时，二次再热机组可获得与IGCC（整体煤气化联合循环）发电技术相当的经济性[3]。
在相同蒸汽压力、温度参数时，二次再热机组比一次再热机组热效率提高2%~3%，对应CO2减排可达到约3.6%[4]，因此二次再热机组的节能和减排效益十分显著，是一种可行的节能降耗、清洁环保的火力发电技术。
超超临界二次再热机组调试技术
０ 引言
超 临 界 二 次 再 热 机 组 以 安 全 、经 济 、高 效 、环 保 而 被 广 泛 关 注 。 特 别 是 随 着 煤 价 上 涨 ，其 优 势 更 为 明 显 的 表 现 出 来 。 我 国 已 经 投 运 及 在 建 的 二 次 再 热 机 组 主 要 有 华 能 莱 芜 、华 电 莱 州 、大 唐 东 营 、国 电 蚌 埠 、 国电泰州、华电句容、国电宿迁、华能安源、江西丰城、国华北 海、粤 电 惠 来、深 能 河 源、大 唐 雷 州、国 华 清 远等电厂的数十台机组。但在我国二 次 再 热 技 术 起 步 较 晚，相 对 较 为 成 熟 的 一 次 再 热 机 组 的 研 究、运 行 、调 试 经 验 相 对 较 弱 ，需 要 不 断 的 在 实 践 及 运 行 经 验 中 优 化 ，使 得 二 次 再 热 技 术 更 为 成 熟 。
１ 某设备及系统概述
某电厂二期工程的锅炉为东方电气股份有限公司 设 计制 造的超 超 临 界 参 数 变 压 运 行 直 流 炉，锅 炉 型号为：ＤＧ１７８５．４９／３２．４５ＩＩ１４。采用 π型 布置，单炉膛、二次 中间再热、前后 墙对 冲燃 烧方 式、平 衡 通
收 稿 日 期 ：２０１８０９１４ 作 者 简 介 ：王 强 （１９８９），男 ，吉 林 长 春 人 ，助 理 工 程 师 ，从 事 火 力 发 电 厂 热 工 调 试 及 自 动 控 制 优 化 方 面 的 工 作 。
第
二十四卷 第 １期 Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．１
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＮＨＵＩＥＬＥＣＴＲ安ＩＣ徽ＡＬ电Ｅ气Ｎ工ＧＩ程ＮＥ职ＥＲ业ＩＮ技Ｇ术Ｐ学ＲＯ院ＦＥ学ＳＳ报ＩＯＮＡＬＴＥＣＨＮＩＱＵＥＣＯＬＬＥＧＥ
２Ｍ０１ａ９ｒｃｈ年２３０１月９
超超临界二次再热机组不同调频方式特性比较研究
Vol. 48,No.2Mar., 2021第 48 卷第 2 期2021年3月华北电力大学学报Journal of North China Electric Power Universitydoi ： 10. 3969/j. ISSN. 1007-2691. 2021. 02. 13超超临界二次再热机组不同调频方式特性比较研究荆雨田，段立强，田李果(华北电力大学能源动力与机械工程学院，北京102206)摘要：为保证电网安全平稳运行、平抑新能源对电网带来的冲击，火电机组需适应新环境，提高自身的调频灵活性。
使用Ebsilon 仿真软件对某660 MW 超超临界二次再热机组进行建模。
基于此模型分别研究高加旁路调频、补气阀调节、凝结水节流调频等不同方式调频特性，获得每种调频方式对于机组负荷及热经济性方面的影响规律。
并比较了三种调频方式各自的优劣点并进行排名，最后给出机组不同调频方式的使用建议，结果表明：机组负荷需求较高时采用高加大旁路；对于经济性要求较高时采用凝结水节流调频；对两者均有考虑时可选择1/2混合旁路或高加大旁路，在响应初期可打开补气阀做出最快反应。
关键词：二次再热；高加旁路调频；补气阀调节；凝结水节流调频中图分类号：TK37 文献标识码：A 文章编号：1007-2691 (2021) 02-0104-10Comparison of Ultra-supercritical Double ReheatingUnits under Different Frequency ModulationsJING Yutian , DUAN Liqiang , TIAN Liguo(School of Energy Power and Mechanical Engineering , North China Electric Power University , Beijing 102206, China)Abstract : To guarantee the stable operation and to smooth the new-energy-caused impact on power grid, coal-firedpower generation units need to adapt to the new environment and improve their frequency modulation flexibility. In thispaper, we use Ebsilon simulation software to model a 660 MW ultra-supercritical double reheating unit. Based on thismodel, the frequency modulation characteristics of different frequency modulation modes, such as high pressure feedingwater heater bypass frequency modulation, overload control valve adjustment and condensate throttle frequency modula tion, are studied respectively to obtain their effects on the unit load and thermal performance. Their advantages and dis advantages of these three kinds of frequency modulation methods are compared and ranked respectively. Finally, somevaluable suggestions for the use of the frequency modulation methods are given. The results show that: it is better to usethe whole high pressure feeding water heater bypass frequency modulation when the load demand for the unit is higher,to use the condensate throttling frequency modulation when the economic performance requirement is higher, and use 1/2 mixed high pressure feeding water heater bypass or the whole bypass when both the load demand and the economicperformance demand are considered. At the initial stage of response, it is suggested to open the overload control valve to realize the fastest response.Key words : double reheating ； high pressure feeding water heater bypass frequency modulation ； overload control valveadjustment ； condensate throttling frequency modulation0引言收稿日期：2020-08-24.基金项目：国家重点研发计划项目(20i7YFB0602i0i).近年来随着新能源开发规模不断增大，火电机组的整体占比及利用小时数有了明显的降低。
超超临界二次再热机组超高压内缸可靠性研究
超超临界二次再热机组超高压内缸可靠性研究魏小龙;唐涛;王鑫;胥睿;王娟【摘要】Anyuan power generation set is the first double-reheat unit,which VHP barrel type inner casing made by Dongfang first works in such tough condition. This paper introduces the design feature of the VHP inner casing. The thermal stress of the VHP inner casing is deeply analyzed with the measured temperature data during the start-up and shut-down of the unit. It's proved that the de⁃sign and operation of Anyuan VHP inner casing is safe and reliable.%安源机组超高压内缸为公司首个二次再热机组筒形内缸，文章简述了超高压筒形缸设计特点，并结合机组运行过程中的实测温度数据，对机组启动运行及停机过程中筒形内缸的热应力进行了分析，验证了公司超超临界二次再热机组超高压筒形内缸设计、运行的安全可靠性。
【期刊名称】《东方汽轮机》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P77-80)【关键词】筒形内缸;温度场;结构强度【作者】魏小龙;唐涛;王鑫;胥睿;王娟【作者单位】东方汽轮机有限公司，四川德阳，618000;东方汽轮机有限公司，四川德阳，618000;东方汽轮机有限公司，四川德阳，618000;东方汽轮机有限公司，四川德阳，618000;东方汽轮机有限公司，四川德阳，618000【正文语种】中文【中图分类】TK262提高蒸汽参数实现能源清洁化是汽轮机发展的必由之路。
超超临界二次再热机组机炉主保护系统分析
第50卷第1期 熬力透年Vol . 50 No . 12021 年 03 月_________________________________________T H E R M A L T U R B I N E ___________________________________________Mar .2021文章编号：1672-5549(2021)01.021.4超超临界二次甬热机组机炉壬保护系统分析张天海，高爱民，汤可怡，肖新宇(江苏方天电力技术有限公司，南京211102)摘要：采用常规的热工保护系统已经不能满足二次再热机组的正常运行要求。
根据国内某660 M W 超超临界二次再热机组设备特点，对机炉主保护系统进行了详细的设计分析，主要包括主燃料硬件跳闸回路、主燃 料跳闸软逻辑以及汽轮机危急遮断保护回路等三个方面。
主燃料跳闸硬件保护设计为2套完全独立、相互冗 余的带电跳闸回路，可有效避免保护系统的拒动和误动。
主燃料跳闸软逻辑中修改了汽轮机跳闸和再热器保 护丧失等相关逻辑，满足了二次再热机组的保护需要。
对ETS 保护回路的超速保护、数据采集及处理和跳闸条件等方面都进行了改进，大大提高了系统可靠性。
所分析的内容可为二次再热机组热工保护系统设计和维 护提供参考。
关键词：二次再热；主燃料切除；危急跳闸中图分类号：TK267文献标志码：A doi ： 10.13707/j. cnki. 31 -1922/tli. 2021.01.005Analysis of Main Protection System for Ultra-SupercriticalDouble Reheat UnitZHANG Tianhai # GAO Aijnin # TANG Keyi # XIAO Xinyu(Jiangsu Frontier Electric Technology Co. #Ltd. # Nanjing 211102# China )Abstract % For double reheat unit# conventional thermal protection system is unable to meet the normal operatingrequirements. According to the characteristics of a domestic 660 MW ultra-supercritical double reheat unit# the mainprotection system of boiler and unit including the main fuel trip hardware trip circuit# main fuel trip soft logic and emergency trip system protection circuit are analyzed in detail. The main fuel trip hardw two sets of completely independent and mutually redundant live trip circuits # so it can effectively prevent the protection system from r ejection and mis-operation. In main fuel trip soft logic# related logics such as steam turbine tripping and loss of reheater protection are modified to meet the protection needs of double rehea the ETS protection circuit are improved in terms of over-speed protection# acqui shutdown # etc. # t hus the system reliability has been greatly improved. The analyzed content can provide reference for the design and maintenance of the thermal protection system of double reheat unit.K e y words % double reheat & main fuel trip & emergency trip二次再热发电技术代表当前世界领先的发电 水平，是目前提高火电机组热效率的有效途 径[1>]。
超临界火电机组二次再热技术
1 二次再热机组的概况
日本的超临界压力机组中，二次再热机组中以538/552/566 ℃ 这种再热蒸汽温度逐步上升的机组用得最普遍，占二次再热机组的 54.5%，而且日本二次再热机组采用的燃料多为重油。
由于过分注重初压的提高（大于30MPa）采用二次中间再热而 使机组结构复杂、运行困难、可用率不高，导致运行参数被迫下降， 出现发展停滞和参数反复的现象。
再 热 器
中压缸 低压缸 过 热 器
锅
炉
高压缸
给水泵
T
冷凝器
一
二次再热系统
次
再
热
器
高压缸
低压缸
过
热
器
锅 炉 超高压缸
二次再热器
给水泵
T
中压缸 冷凝器
S
S
典型一次再热与二次再热热力系统及其循环T-S图
3 二次再热系统的技术特点
3.3 减少排放 随着火力发电机组热效率的提高，单位发电量的CO2排放量明 显降低，在相同蒸汽压力温度参数下，二次再热相比一次再热机组 热效率提高2%，对应CO2减排约3.6%。因此二次再热还是一种可行 的节能降耗、清洁环保的火力发电技术。超超临界机组单位发电量 CO2排放随发电机组热效率的变化趋势，见下图。
4 二次再热锅炉的关键技术
早期，二次再热机组温度参数多为538/552/566℃，这种再热 蒸汽温度逐步提高的机组应用最为普遍，在美国和日本投运的二次 再热机组中分别有12台和6台采用该温度参数，分别占当时该国投 运二次再热机组的48%和54.5%。目前国内新建或拟建的超超临界 二次再热机组温度均在600/600/600℃以上，如国电泰州电厂二期 2×1000MW超超临界二次再热燃煤机组温度参数为600/610/610℃， 华能莱芜电厂2×1000MW超超临界二次再热机组温度参数为 600/620/620℃，国电蚌埠电厂和华能安源电厂的2×660MW超超 临界二次再热机组温度参数为600/620/620℃。
超超临界二次再热机组高旁优化控制研究
该公司二期工程高旁采用 IMI-B&R 的旁路设
基金项目：高效灵活二次再热发电机组研制及工程示范 （2017YFB0602100）。
备，高旁型号为 SIRA BH 112sT，高旁安全功能 通过三路冗余的安全功能电磁阀实现，安全功能信 号来自就地的 MT5356 测量和试验装置柜。按照 标准配置，生产厂家只提供一个 MT5356，其中包 含 3 个压力开关，负责采集和检测主蒸汽系统的压 力，3 个压力开关与高旁阀上的 3 个安全功能电磁 阀一一对应，其中任何一个压力开关跳闸均会触发 高旁阀安全功能快开。该配置方式误动风险较大， 任何一个压力开关及其回路故障都可能触发高旁阀 误动，造成机组的非计划性停运，所以有必要对高 旁控制进行优化改造。
(2) 高过压力大于 34.1 MPa，延时 3 s MFT （DCS 压力信号为高过 3 只压力变送器模拟量信号 经 DCS“三选二”逻辑判断）。 1.2.2 就地高旁控制柜硬回路保护逻辑
高过压力高于 34.1 MPa，高旁 A/B 阀快开。 此处高过压力信号为就地 MT5356 控制柜的 3 只压 力开关测点，任一压力开关测点值达 34.1 MPa 后， 开关会发出一个信号至就地 PCS1 或 PCS2 柜，其 中，A 侧的信号至 PCS1 柜，B 侧的信号至 PCS2 柜。 经过 PCS1 或 PCS2 柜后屏蔽 DCS 所有控制信号， 同时输出信号直接去就地，让高旁 A/B 阀控制电 磁阀失电使高旁 A/B 阀快开。 1.3 原有高旁快开保护系统逻辑存在安全隐患
1 高压旁路保护功能
高压旁路配置容量为 100 %，高压旁路装置对
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电力安全技术
第 21 卷 (2019 年第 10 期)
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会对电厂CO2排放限制的增强，发展高参数大容 量的超超临界机组、提高火电机组发电效率、 降低污染物及CO2排放成为我国电力生产行业发 展的必然趋势。 发展超高参数机组，尤其是700℃超超临界 机组是解决目前能源危机的主要方法。700℃超
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2013年04月
第2期
发电设计 超临界火力发电机组二次再热技术研究
热、二次再热机组在蒸汽温度参数一定时，蒸 汽压力变化对机组热效率的影响。随着蒸汽参 数的增加机组热效率明显提高，在相同蒸汽压 力温度条件下，二次再热机组的热效率比一次 再热机组提高2%左右。
2013年04月 第2期
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发电设计 超临界火力发电机组二次再热技术研究
在超超临界机组参数范围的条件下，即主 蒸汽压力大于 31MPa ，主蒸汽温度高于 600 ℃ 时，主蒸汽压力每提高1MPa，机组热耗率降低 0.13%～0.15%，主蒸汽温度每提高10℃，机组 热耗率降低 0.25% ～ 0.3% ，再热蒸汽温度升高 10℃，机组热耗率降低0.15%～0.2%，若采用二 次再热，热耗率将进一步降低1.5%左右。图3所 示为超超临界机组单位发电量CO2排放随发电机 组热效率的变化趋势，可见随着火力发电机组 热效率的提高，单位发电量的CO2排放量明显降 低，在相同蒸汽压力温度参数下，二次再热相 比一次再热机组热效率提高 2% ，对应 CO2减排 约 3.6% 。因此二次再热还是一种可行的节能降 耗、清洁环保的火力发电技术。
2.1 循环热效率
典型一次再热与二次再热热力系统如图1所 示，一次再热系统中蒸汽在高压缸做功后进入 锅炉进行一次再加热；而二次再热系统中蒸汽 在超高压缸和高压缸中做功后会分别在锅炉的 一次再热器和二次再热器中再次加热。相比一 次再热系统，二次再热系统锅炉增加一级再热 系统，汽轮机则增加一级循环做功。
Study of Secondly Reheat Technique of Supercritical Fire Power Generators
ZHANG Fang-wei1, LIU Yuan-yi2, TAN Hou-zhang2, ZHANG Jing-wu3
(1.North China Power Engineering Co., Ltd, Beijing 100120, China; 2. Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China; 3.Northeast Power Science Institute Co., Ltd, Shenyang 110006, China) Abstract: The technical characteristics of double-reheat system are proposed and the key technologies for doublereheat boiler are analysed in this paper. The thermal efficiency of the unit could be improved by the applying of double-reheat system and CO2 emission could also be reduced. The Ferrite Alloy and Austenite Alloy which are mature now can meet the requirements for safety operation of double-reheat supercritical units well. Although the structure of boiler, turbine and thermodynamic system will be complicated, the double-reheat technology is a promising method to improve thermal efficiency before the nickel-based materials technology is maturely developed. Key words: double-reheat; supercritical; boiler.
10 9 8
540/540 565/565 600/600 540/540/540 565/565/565 600/600/600
瓶颈。目前合金铁素体 (Ferrite) 和合金奥氏体 (Austenite) 材料已经在600℃等级的超超临界机 组中得到规模化应用。然而为了将机组的热效 率进一步提高到 50% 以上，蒸汽温度参数需达 到 700 ℃等级，那么现在满足 600 ℃运行条件的 合金铁素体和奥氏体材料将无法满足机组安全 运行的要求，新型镍基合金材料就成为必要的 选择。 见图4，当机组蒸汽参数从25MPa/540/540℃ 增加到30MPa/700/720℃时，合金奥氏体材料占 锅炉总材料的份额将增加到 24% ，镍基合金材 料所占锅炉总材料比例亦将增加至 16% ，而镍 基合金材料要占到整个 700 ℃超超临界机组材 料的 29% 。目前美、欧、日和我国都在积极探 索 700 ℃等级镍基合金材料，对于锅炉小口径 薄壁管，Inconel617等材料已经通过了试验，但 A617材料用于制造的大口径厚壁管在现场试验 时发现了焊缝裂纹等问题。在700℃温度条件下 使用的高温材料还没有得以解决。
1 概述
我国是以煤炭为主要一次能源的国家，火 力发电在我国电力生产中占有主导地位。 2011 年我国总发电装机容量为 105576 亿 kWh ，其中 火力发电装机容量为76546亿kWh，约占总装机 容量的72.5%。随着化石燃料的枯竭以及国际社
* 收稿日期：2012-12-10 作者简介：张方炜(1966- )，女，北京人，高级工程师。
超临界火电机组是目前国际上参数最高、最先 进的高效、节能和低排放发电设备，可大幅度 提高机组发电效率。然而推广700℃级别的超超 临界机组首先必须解决在700℃温度条件下金属 材料强度、抗高温腐蚀和使用寿命等问题。目 前的技术条件下，700℃等级金属材料的研制、 加工制造工艺均无法得到大规模的推广，国内 外均未有700℃等级超超临界机组投运。 二次中间再热技术是提高机组热效率的另 一种有效方法。蒸汽中间再热是指将汽轮机高 压缸中膨胀至某一中间压力的蒸汽全部引出， 送入到锅炉再热器中再次加热，然后送回到汽 轮机中压缸或低压缸中继续做功。再热技术可 以提高蒸汽膨胀终了的干度，提高蒸汽的做功 能力，蒸汽中间再热可分为一次再热和二次再 热。 31MPa/566 ℃ /566 ℃ /566 ℃的二次再热技 术相比传统的24.1MPa/566℃/566℃一次再热技 术，其热效率可提高约5%。此外，由于二次再
不同商品温材料占锅炉总材料份额/%
100
热效率增加率 ������ / % 1%
7 6 5 4 3 2 1 0 16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
� � � � / MPa 主汽压力 /MPs
�������������� / %
� ��� 镍基合金 奥氏体 � �� 铁素体 � ��
50
图2 蒸汽参数对g·kWh 单位发电量 CO2排放值 /gkWh-1
1100 � � � � � CO2� � 单位发电量 CO2� 排放值 CO2� �� CO 2减排率
45 40 35 30 25
1000
0
-1
25MPa/540/540
28MPa/600/620 ����
发电设计 超临界火力发电机组二次再热技术研究
超临界火力发电机组 二次再热技术研究
张方炜1，刘原一2，谭厚章2，张经武3 (1. 华北电力设计院工程有限公司，北京 100120； 2. 西安交通大学，陕西 西安 710049； 3. 东北电力科学研究院有限公司，辽宁 沈阳 110006)
摘要：本文指出典型二次再热系统的技术特点，并对二次再热锅炉的关键技术进行分析。二次再热技术可有效 地提高火力发电机组的热效率并降低单位发电量CO2排放，且目前技术成熟的铁素体合金材料和奥氏体合金材料 能够满足二次再热超临界机组的安全要求。虽然二次再热会使得锅炉、汽轮机和热力系统的结构变得复杂，但 是，在我国700℃等级镍基材料解决之前，二次再热技术是提高火力发电机组热效率切实可行的有效手段。 关键词：二次再热；超临界机组；锅炉。 中图分类号：TM621 文献标志码：B 文章编号：1671-9913(2013)02-0034-06
热技术中蒸汽参数相对700℃超超临界机组低很 多，目前已有的材料可满足二次再热机组的大 规模生产，不存在明显的技术瓶颈。然而二次 再热机组的热力系统相对复杂，带来相对高昂 的初期建设投资，运行和操作相对传统一次再 热机组也更为复杂。本文将对二次再热系统的 技术特点及二次再热锅炉关键技术进行分析。
2 二次再热系统的技术特点
一次再热系统
再 热 器 过 热 器 中压缸 低压缸
一 次 再 热 器 过 热 器
二次再热系统
高压缸
低压缸
锅 炉
高压缸
锅 炉
超高压缸 二次再热器
中压缸 冷凝器
给水泵
冷凝器
给水泵
T
T
S
S
图1 典型一次再热与二次再热热力系统及其循环T-S图
由两种系统的热力循环温 - 熵 (T-S) 图 1 可 见，整个热力循环可以等效为原朗肯循环叠加 一个附加循环。由图1可知，二次再热系统比一 次再热系统多叠加一个高参数的附加循环，其 循环效率将比一次再热系统高。图2表示一次再
3 二次再热锅炉关键技术
3.1 机组参数
对于超超临界二次再热机组，机组参数的 选取非常重要。根据理想工况热力循环的计算 结果以及国外现有技术经验，最佳再热蒸汽压 力一般选取为高压缸入口初压的20%～35%。再 热蒸汽温度越高，中间再热的经济性也越好， 然而受到材料及烟道布置的影响，二次再热机 组再热蒸汽温度一般不大于一次再热机组的再 热蒸汽温度。此外为了防止低压加热器蒸汽压 力过低应尽量提高过热器出口蒸汽压力，但是 受到给水泵、高压加热器选型的影响，主蒸汽 出口压力一般选择为 30MPa 左右，再热蒸汽压 力选取为 10MPa/3MPa 左右。早期，二次再热 机组温度参数多为538/552/566℃，这种再热蒸 汽温度逐步提高的机组应用最为普遍，在美国 和日本投运的二次再热机组中分别有12台和6台 采用该温度参数，分别占当时该国投运二次再 热机组的48%和54.5%。目前国内新建或拟建的 超超临界二次再热机组温度均在600/600/600℃ 以上，如江苏国电泰州电厂二期 2 × 1000MW 超超临界二次再热燃煤机组温度参数为 600/610/610℃，华能莱芜电厂2×1000MW超超 临界二次再热机组温度参数为600/620/620℃。